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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Pumpe, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpe, nach der Gattung des Anspruchs 1.
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Eine solche Pumpe in Form einer Kraftstoffhochdruckpumpe ist durch die
DE 10 2008 000 705 A1 bekannt. Diese Pumpe weist ein mehrteiliges Pumpengehäuse und wenigstens ein Pumpenelement auf. Das Pumpenelement weist einen Pumpenkolben auf, der zumindest mittelbar durch eine Antriebswelle in einer Hubbewegung angetrieben wird. Der Pumpenkolben ist in einer Zylinderbohrung eines ersten Pumpengehäuseteils verschiebbar geführt und begrenzt in der Zylinderbohrung einen Pumpenarbeitsraum. Der Pumpenarbeitsraum ist über ein Einlassventil mit einem Zulauf und über ein Auslassventil mit einem Ablauf verbindbar. Das erste Pumpengehäuseteil ist mit einem zweiten Pumpengehäuseteil verbunden, in dem zumindest teilweise der Zulauf verläuft und in dem die Antriebswelle gelagert sein kann. Der Hochdruckbereich der Pumpe ist im wesentlichen auf das erste Pumpengehäuseteil konzentriert, das aus entsprechend hochdruckfestem Werkstoff hergestellt ist. Das zweite Pumpengehäuseteil ist nicht mit Hochdruck belastet und kann aus Werkstoff mit entsprechend geringerer Festigkeit hergestellt werden. Das Einlassventil und das Auslassventil sind im ersten Pumpengehäuseteil angeordnet, das zur Aufnahme der Ventile aufwendig ausgebildet ist und dadurch entsprechend aufwendig und teuer in der Herstellung ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Pumpe mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass das erste Pumpengehäuseteil einfach und kostengünstig herstellbar ausgeführt werden kann, da dieses nicht das Einlassventil aufzunehmen braucht.
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In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Pumpe angegeben. Die Ausbildung gemäß Anspruch 2 ermöglicht eine einfache Gestaltung und Herstellung des Halteelements. Die Ausbildung gemäß Anspruch 3 ermöglicht eine einfache Gestaltung und Herstellung des ersten Pumpengehäuseteils. Die Ausbildung gemäß Anspruch 4 ermöglicht eine einfache Aufnahme des Einlassventils im Halteelement. Die Ausbildung gemäß Anspruch 6 und 7 ermöglicht eine einfache Anordnung und Abdichtung zwischen dem Einlassventil und dem ersten Pumpengehäuseteil. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 6 wird auf einfache Weise die Verbindung des Einlassventils mit dem Zulauf hergestellt. Die Ausbildung gemäß Anspruch 8 ermöglicht eine günstige Anordnung des Auslassventils.
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Zeichnung
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 eine Pumpe in einem Längsschnitt, 2 einen in 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Pumpe in vergrößerter Darstellung und 3 den Ausschnitt II in einer Ansicht in Pfeilrichtung III in 2.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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In den 1 bis 3 ist eine Pumpe dargestellt, die insbesondere eine Kraftstoffhochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine ist. Die Pumpe weist wenigstens ein Pumpenelement 10 auf, das wiederum einen Pumpenkolben 12 aufweist, der zumindest mittelbar durch eine Antriebswelle 14 in einer Hubbewegung in zumindest annähernd radialer Richtung bezüglich der Drehachse 15 der Antriebswelle 14 angetrieben wird. Die Antriebswelle 14 kann Teil der Pumpe sein oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Pumpe keine eigene Antriebswelle aufweist und die Antriebswelle 14 Teil der Brennkraftmaschine ist. Die Antriebswelle 14 kann dabei beispielsweise eine Welle der Brennkraftmaschine sein durch die auch die Gaswechselventile der Brennkraftmaschine betätigt werden. Die Antriebswelle 14 kann für den Antrieb des Pumpenkolbens 12 einen Nocken 16 oder Exzenter aufweisen.
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Die Pumpe weist ein mehrteiliges Pumpengehäuse auf. Der Pumpenkolben 12 ist in einer Zylinderbohrung 20 eines ersten Gehäuseteils 22 der Pumpe dicht geführt wobei das erste Gehäuseteil 22 nachfolgend als Zylinderkopf bezeichnet wird. Mit seinem der Antriebswelle 14 abgewandten Ende begrenzt der Pumpenkolben 12 in der Zylinderbohrung 20 einen Pumpenarbeitsraum 24. Der Pumpenarbeitsraum 24 weist über ein Einlassventil 26, das beispielsweise ein in den Pumpenarbeitsraum 24 hinein öffnendes Einlassrückschlagventil ist, eine Verbindung mit einem beispielsweise von einer Förderpumpe herführenden Zulauf 28 auf, über den der Pumpenarbeitsraum 24 beim radial nach innen zur Drehachse 15 der Antriebswelle 14 gerichteten Saughub des Pumpenkolbens 12 mit Kraftstoff befüllt wird. Der Pumpenarbeitsraum 24 weist außerdem über ein Auslassventil 30, das beispielsweise ein aus dem Pumpenarbeitsraum 24 heraus öffnendes Auslassrückschlagventil ist, eine Verbindung mit einem Ablauf 32 auf, der beispielsweise zu einem Kraftstoffhochdruckspeicher 34 führt und über den beim radial nach außen von der Drehachse 15 der Antriebswelle 14 weg gerichteten Förderhub des Pumpenkolbens 12 Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 24 verdrängt wird.
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Der Pumpenkolben 12 stützt sich mittelbar über einen Rollenstößel 36 am Nocken 16 der Antriebswelle 14 ab. Im Rollenstößel 36 ist eine Rolle 37 drehbar gelagert, die auf dem Nocken 16 abläuft. Der Pumpenkolben 12 ist mit dem Rollenstößel 36 in nicht näher dargestellter Weise verbunden. Der Rollenstößel 36 und mit diesem der Pumpenkolben 12 wird durch eine Feder 38 zum Nocken 16 der Antriebswelle 14 hin beaufschlagt, so dass die Rolle 37 ständig, also auch beim Saughub des Pumpenkolbens 12, in Anlage am Nocken 16 bleibt.
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Das Gehäuse der Pumpe weist ein zweites Gehäuseteil 40 auf, in dem die Antriebswelle 14 über eine oder mehrere Lagerstellen drehbar gelagert sein kann. Außerdem kann der Zulauf 28 durch das Gehäuseteil 40 verlaufen, insbesondere durch einen Innenraum 42 des Gehäuseteils 40, in dem der Nocken 16 der Antriebswelle 14 angeordnet ist, und durch Bohrungen 43 oder Kanäle im Gehäuseteil 40.
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Der Zylinderkopf 22 ist im wesentlichen zylinderförmig, insbesondere kreiszylinderförmig ausgebildet und ragt mit einem Endbereich, in dem die Zylinderbohrung 20 ausgebildet ist, in der der Pumpenkolben 12 angeordnet ist, durch eine Öffnung 44 des zweiten Gehäuseteils 40 in dessen Innenraum 42 hinein. Der der Zylinderbohrung 20 entgegengesetzte Endbereich des Zylinderkopfs 22 ist außerhalb des zweiten Gehäuseteils 40 angeordnet. Etwa in einem in Längserstreckung gesehen mittleren Bereich des Zylinderkopfs 22 ist ein umlaufender Kragen 46 an diesem ausgebildet, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Öffnung 44 des zweiten Gehäuseteils 40. Der Zylinderkopf 22 liegt mit seinem Kragen 46 auf der Außenseite des zweiten Gehäuseteils 40 am Rand der Öffnung 44 an, wodurch die Lage des Zylinderkopfs 22 in dessen Längsrichtung zum zweiten Gehäuseteil 40 festgelegt ist.
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Von der Zylinderbohrung 20 führt im Bereich des Pumpenarbeitsraums 24 eine Querbohrung 48 ab, die am Außenmantel des Zylinderkopfs 22 in dessen außerhalb des zweiten Gehäuseteils 40 angeordnetem Bereich mündet. Die Querbohrung 48 verläuft vorzugsweise zumindest annähernd senkrecht zur Zylinderbohrung 20 und weist einen kleineren Durchmesser auf als die Zylinderbohrung 20. Im Bereich der Mündung der Querbohrung 48 weist der Zylinderkopf 22 in seinem Außenmantel eine Abflachung 49 auf, die sich zumindest annähernd senkrecht zur Längsachse der Querbohrung 48 erstreckt. Oberhalb der Abflachung 49 ist im kreiszylinderförmigen Außenmantel des Zylinderkopfs 22 eine Ringnut 50 angeordnet. Von der Zylinderbohrung 20 führt außerdem eine weitere mit dieser zumindest annähernd koaxiale Längsbohrung 52 zum aus dem zweiten Gehäuseteil 40 ragenden Ende des Zylinderkopfs 22 ab, wobei die Längsbohrung 52 in ihrem von der Zylinderbohrung 20 abführenden Endbereich einen kleineren Durchmesser aufweist als die Zylinderbohrung 20 und zum Ende des Zylinderkopfs 22 hin einen vergrößerten Durchmesser. Die Längsbohrung 52 kann auch versetzt und zumindest annähernd parallel zur Zylinderbohrung 20 verlaufen. Die Längsbohrung 52 führt zum Auslassventil 30, das nachfolgend näher beschrieben wird.
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Der Zylinderkopf 22 ist mittels eines flanschartigen Halteelements 54 am zweiten Gehäuseteil 40 befestigt. Das Halteelement 54 umgibt den außerhalb des zweiten Gehäuseteils 40 angeordneten Bereich des Zylinderkopfs 22 ringförmig und liegt an der Außenseite des Gehäuseteils 40 auf. Das Halteelement 54 weist beispielsweise einen etwa kreisförmigen Querschnitt auf, kann jedoch auch eine andere Querschnittsform aufweisen, beispielsweise eine eckige oder ovale Querschnittsform. Das Halteelement 54 weist eine Öffnung 55 auf, deren Durchmesser nur wenig größer ist als der Durchmesser des außerhalb des zweiten Gehäuseteils 40 angeordneten Bereichs des Zylinderkopfs 22. Am dem Gehäuseteil 40 zugewandten Ende des Halteelements 54 ist die Öffnung 55 im Durchmesser vergrößert entsprechend dem Durchmesser des Kragens 46 des Zylinderkopfs 22, so dass am Halteelement 54 eine zum Gehäuseteil 40 weisende Ringschulter 56 gebildet ist. Der Kragen 46 des Zylinderkopfs 22 ist in dem Bereich der Öffnung 55 mit größerem Durchmesser angeordnet und wird durch die Ringschulter 56 gegen die Außenseite des Gehäuseteils 40 gepresst. Das Halteelement 54 ist mittels einer oder mehrerer Schrauben 57 am Gehäuseteil 40 befestigt und hält auch den Zylinderkopf 22 am Gehäuseteil 40.
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Das Halteelement 54 weist in seinem Umfang eine Bohrung 58 auf, die zumindest annähernd koaxial zur Querbohrung 48 des Zylinderkopfs 22 verläuft. Die Bohrung 58 weist einen größeren Durchmesser auf als die Querbohrung 48 und ist in ihrem am Außenmantel des Halteelements 54 mündenden Endbereich mit einem Innengewinde 59 versehen. In der Bohrung 58 des Halteelements 54 ist das Einlassventil 26 angeordnet, das beispielsweise als Einlassrückschlagventil ausgebildet ist. Das Einlassventil 26 weist ein Ventilgehäuse 60 auf, das im wesentlichen kreiszylinderförmig ausgebildet ist, dessen Außendurchmesser nur wenig kleiner als der Durchmesser der Bohrung 58 ist. Das Ventilgehäuse 60 weist eine in Längsrichtung verlaufende Durchgangsbohrung 61 auf und wenigstens eine, vorzugsweise mehrere über dessen Umfang verteilte Querbohrungen 62, die einerseits am Außenmantel des Ventilgehäuses 60 und andererseits in die Durchgangsbohrung 61 münden. Im Bereich der Mündung der Querbohrungen 62 ist im Außenmantel des Ventilgehäuses 60 eine umlaufende Ringnut 63 vorgesehen. Das Einlassventil 26 weist ein kolbenförmiges Ventilglied 64 auf, das einen in einem Abschnitt der Durchgangsbohrung 61 verschiebbar geführten Schaft 66 und einen im Durchmesser gegenüber dem Schaft 66 größeren Kopf 67 aufweist, der auf der dem Zylinderkopf 22 zugewandten Seite des Ventilgehäuses 60 aus der Durchgangsbohrung 61 herausragt. Am Kopf 67 des Ventilglieds 64 ist eine Dichtfläche 68 ausgebildet, mit der das Ventilglied 64 mit einem am Ventilgehäuse 60 angeordneten Ventilsitz 69 zusammenwirkt. Der Schaft 66 des Ventilglieds 64 ragt auf der dem Zylinderkopf 22 abgewandten Seite aus der Durchgangsbohrung 61 des Ventilgehäuses 60 heraus und an diesem greift über einen Federteller 70 eine vorgespannte Schließfeder 71 an. Durch die Schließfeder 71 wird das Ventilglied 64 mit seiner Dichtfläche 68 zum Ventilsitz 69 hin beaufschlagt.
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Im Halteelement 54 ist eine Zulaufbohrung 72 vorgesehen, die einerseits in die Bohrung 58 im Bereich der Ringnut 63 des Ventilgehäuses 60 und andererseits an der dem zweiten Gehäuseteil 40 zugewandten Stirnseite des Halteelement 54 mündet. Die Zulaufbohrung 72 kann beispielsweise wie in 2 dargestellt schräg zur Längsachse der Bohrung 58 verlaufen und verbindet die Ringnut 63 des Ventilgehäuses 60 mit der im zweiten Gehäuseteil 40 verlaufenden Bohrung 43, die ebenfalls Teil des Zulaufs 28 ist. Am Übergang zwischen der Bohrung 43 im zweiten Gehäuseteil 40 und der Zulaufbohrung 72 im Halteelement 54 kann ein Dichtelement 73, beispielsweise in Form eines elastischen Dichtrings, angeordnet sein. Bei der Anordnung des Halteelements 54 am zweiten Gehäuseteil 40 gelangen die Bohrung 43 im Gehäuseteil 40 und die Zulaufbohrung 72 im Halteelement 54 in Verbindung. In der Ringnut 50 des Zylinderkopfs 22 ist ebenfalls ein Dichtelement 74, beispielsweise in Form eines elastischen Dichtrings, insbesondere eines O-Rings, angeordnet, durch das die Öffnung 55 des Halteelements 54 nach außen abgedichtet wird.
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Eine Abdichtung gegen den im Pumpenarbeitsraum 24 herrschenden Hochdruck ist zwischen dem Ventilgehäuse 60 des Einlassventils 26 und dem Zylinderkopf 22 erforderlich. Diese Abdichtung erfolgt durch eine am Ventilgehäuse 60 an dessen der Abflachung 49 des Zylinderkopfs 22 zugewandter Stirnseite ausgebildete Dichtkante 76, die an der Abflachung 49 zur Anlage kommt. Das Ventilgehäuse 60 wird mittels einer in das Innengewinde 59 der Bohrung 58 des Halteelements 54 eingeschraubten Spannschraube 78 mit seiner Dichtkante 76 gegen die Abflachung 49 gepresst. Die Spannschraube 78 weist eine Ausnehmung 79 auf, in der der aus dem Ventilgehäuse 60 ragende Schaft 66 und die Schließfeder 71 angeordnet sind. Zwischen der Spannschraube 78 und der Bohrung 58 des Halteelements 54 kann ein Dichtelement 80, beispielsweise in Form eines elastischen Dichtrings, angeordnet sein. Das Halteelement 54 weist an seinem Außenmantel eine die Bohrung 58 umgebende Abflachung auf, an der der Kopf der Spannschraube 78 anliegt.
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Das Auslassventil 30 ist als Rückschlagventil ausgebildet und weist ein in einem gegenüber dem in den Pumpenarbeitsraum 24 mündenden Teil 152 der Längsbohrung 52 im Durchmesser vergrößerten Führungsabschnitt 252 der Längsbohrung 52 verschiebbar geführtes, kolbenförmiges Ventilglied 82 auf. Das Ventilglied 82 weist an seinem dem Pumpenarbeitsraum 24 zugewandten Ende eine Dichtfläche 83 auf, mit dem es mit einem in der Längsbohrung 52 angeordneten Ventilsitz 84 zusammenwirkt. Der Ventilsitz 84 ist am Übergang von dem in den Pumpenarbeitsraum 24 mündenden Teil 152 der Längsbohrung 52 zu deren Führungsabschnitt 252 ausgebildet und beispielsweise etwa konisch ausgebildet. Die Dichtfläche 83 des Ventilglieds 82 kann ebenfalls etwa konisch oder beispielsweise kugelabschnittförmig ausgebildet sein. Das Ventilglied 82 weist in seinem Außenmantel mehrere in Längsrichtung verlaufende Nuten 85 auf, die Durchströmquerschnitte bilden, durch die bei mit seiner Dichtfläche 83 vom Ventilsitz 84 abgehobenem Ventilglied 82 Kraftstoff strömen kann. Die Hubbewegung des Ventilglieds 82 in Öffnungsrichtung ist durch ein Hubanschlagelement 86 begrenzt, das auf der dem Pumpenarbeitsraum 24 abgewandten Seite des Ventilglieds 82 in der Längsbohrung 52 angeordnet ist. Das Hubanschlagelement 86 weist über seinen Umfang verteilt mehrere Öffnungen 87 auf, die Durchflussquerschnitte bilden und die mit den Nuten 85 des Ventilglieds 82 fluchten. Der nach außen weisende Endbereich der Längsbohrung 52 des Zylinderkopfs 22 ist mit einem Innengewinde 88 versehen, in das ein Anschlussstutzen 89 angeschraubt ist, durch den das Hubanschlagelement 86 in der Längsbohrung 52 fixiert wird. An den Anschlussstutzen 89 kann eine zum Hochdruckspeicher 34 führende hydraulische Leitung angeschlossen werden.
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Das vorstehend beschriebene Einlassventil 26 ist als Einlassrückschlagventil ausgebildet, das bedingt durch die Druckdifferenz zwischen dem Zulauf 28 und dem Pumpenarbeitsraum 24 beim Saughub des Pumpenkolbens 12 öffnet und bei dessen Förderhub schließt. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass das Einlassventil 26 durch einen Aktor, insbesondere einen elektrischen Aktor, aktiv geöffnet und/oder geschlossen werden kann. Alternativ zu der vorstehend beschriebenen Ausführung des Einlassventils 26 kann auch vorgesehen sein, dass das Einlassventil 26 kein eigenes Ventilgehäuse aufweist und das Halteelement 54 das Gehäuse für das Einlassventil 26 bildet und das Ventilglied 64 in einer Bohrung im Halteelement 54 geführt ist, wie das Ventilglied 82 des Auslassventils 30 im Zylinderkopf 22.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008000705 A1 [0002]